Phương pháp xử lý bề mặt của thanh laser tinh thể sapphire pha tạp titan

Tinh thể đá quý titan Ti:Al2O3 (nồng độ pha tạp 0,35 wt% Ti2O3), các phôi tinh thể của chúng theo sơ đồ dòng quy trình của phương pháp xử lý bề mặt của thanh laser tinh thể đá quý titan của sáng chế này được thể hiện trong Hình 1. Các bước chuẩn bị cụ thể của phương pháp xử lý bề mặt của thanh laser tinh thể đá quý titan của sáng chế này như sau:

<1> Cắt định hướng: Đầu tiên, tinh thể đá quý titan được định hướng, sau đó cắt thành phôi hình cột tứ giác bằng cách để lại khoảng dung sai gia công khoảng 0,4 đến 0,6 mm theo kích thước của thanh laser đã hoàn thiện.

<2> Mài thô và mài mịn cột: Phôi cột được mài thành mặt cắt hình tứ giác hoặc hình trụ với hạt mài silicon carbide hoặc bo carbide 120~180# trên máy mài thô, với sai số về độ côn và độ không tròn là ±0,01mm.

<3> Gia công mặt đầu: thanh laser đá quý titan gia công hai mặt đầu liên tiếp bằng mặt đầu mài boron carbide W40, W20, W10 trên đĩa thép. Trong quá trình mài, cần chú ý đo độ thẳng đứng của mặt đầu.

<4> Đánh bóng cơ học hóa học: đánh bóng cơ học hóa học là quá trình đánh bóng các tinh thể trên miếng đánh bóng bằng các giọt dung dịch khắc hóa học được pha chế sẵn. Đánh bóng phôi và miếng đánh bóng để chuyển động tương đối và ma sát, trong khi trong bùn nghiên cứu có chứa tác nhân khắc hóa học (gọi là chất lỏng đánh bóng) để hoàn thành quá trình đánh bóng với sự trợ giúp của.

<5> Khắc axit: Thanh đá quý titan sau khi đánh bóng như mô tả ở trên được đưa vào hỗn hợp H2SO4:H3PO4 = 3:1 (v/v), ở nhiệt độ 100-400°C và khắc axit trong 5-30 phút. Mục đích là để loại bỏ quá trình đánh bóng trên bề mặt thanh laser do hư hỏng cơ học dưới bề mặt tạo ra và loại bỏ nhiều loại vết bẩn, để có được bề mặt sạch mịn và phẳng, toàn vẹn dạng lưới ở cấp độ nguyên tử.

<6> XỬ LÝ NHIỆT BỀ MẶT: Để loại bỏ thêm ứng suất bề mặt và vết xước do quá trình trước đó tạo ra và đạt được bề mặt phẳng ở cấp độ nguyên tử, thanh đá quý titan sau khi khắc axit được rửa sạch bằng nước khử ion trong 5 phút và thanh đá quý titan được đặt trong môi trường 1360±20° C ở nhiệt độ không đổi từ 1 đến 3 giờ trong môi trường hydro và tiến hành xử lý nhiệt bề mặt.